【摘 要】
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随着人们生活水平的提高,对口腔健康的要求越来越高,对义齿的需求也越来越大。然而,现有的义齿加工设备的国产化水平不高,国外的义齿加工设备价格昂贵、服务不及时,有必要研发具有自主知识产权的义齿数控加工系统。后置处理技术是义齿数控加工系统的核心技术之一,承担着将计算机辅助制造(CAM)系统生成的刀位文件数据转换成数控机床可以识别的数控代码的任务,对于提高义齿数控加工精度具有重要作用。为此,本文对五轴义齿
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随着人们生活水平的提高,对口腔健康的要求越来越高,对义齿的需求也越来越大。然而,现有的义齿加工设备的国产化水平不高,国外的义齿加工设备价格昂贵、服务不及时,有必要研发具有自主知识产权的义齿数控加工系统。后置处理技术是义齿数控加工系统的核心技术之一,承担着将计算机辅助制造(CAM)系统生成的刀位文件数据转换成数控机床可以识别的数控代码的任务,对于提高义齿数控加工精度具有重要作用。为此,本文对五轴义齿数控加工后置处理技术进行研究,并设计和开发出了义齿加工后置处理系统。为了解决义齿加工中双转台机床回转轴出现非正交的问题,本文以A-C双转台型五轴数控机床为例,分析了其运动机理,建立了A-C双转台五轴机床运动学模型,利用齐次坐标变换原理,推导出了带偏置补偿的坐标转换公式。五轴义齿数控机床在后置处理过程中不可避免地会产生非线性运动误差,为了有效减小这种误差,本文设计了一种改进自适应线性化法的非线性误差控制策略。根据任意两个相邻刀位点产生的非线性误差,利用插补算法、运动学正向变换和向量叉乘的方法计算非线性误差。验证了最大非线性误差产生位置位于两刀位点中点附近,利用误差补偿函数得到误差值并与最大许用误差比较,确定新插入的刀位点,从而实现非线性运动误差补偿。通过MATLAB仿真验证了该策略的有效性。为了保证义齿数控机床的进给速度平滑变化,本文进一步研究了进给速度的加减速控制问题,设计了一种义齿五轴联动中连续线段间进给速度平滑控制策略。为了使过渡角处的进给速度平滑变化,通过计算连续线段间过渡角的大小,分析了过渡角处进给速度的约束条件,结合S型曲线加减速方法进行了理论分析,对连续线段间的进给速度进行了修正和加减速控制。通过MATLAB编程实现了上述方法,验证了该方法的有效性。在上述理论研究基础上,本文针对某义齿加工企业的实际需求,设计开发了义齿数控加工后置处理软件系统。设计了软件整体架构和软件界面分层结构,基于C++编程语言,在Qt Creator平台环境下,应用后置处理算法,初步实现了系统的IO文件操作、代码转换等主要功能的开发。
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